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随着复合材料科学的不断发展,人们对经改性处理的无机复合材料的需求大幅增加。由于坡缕石粘土储量丰富、价格低廉、物理化学性质稳定等优点,将其经过不同方法和改性剂制备,得到的复合材料可以满足不同领域的要求。坡缕石表面可以引入不同的有机官能团,这些官能团能够和金属很好的螯合,提高了改性坡缕石对金属的吸附能力,使坡缕石得到了更广泛的应用。本文在坡缕石性质、改性方法及应用的基础上,主要做了以下工作:1、提纯的坡缕石经季铵盐活化后与硅烷偶联剂γ-胺丙基三甲氧基硅烷(APS)反应,得到表面被氨基修饰的坡缕石,再通过二硫化碳和氨基的反应引入了螯合能力强的硫代氨基官能团,得到改性坡缕石吸附剂。文章中详细研究了改性坡缕石对Cu(II)的吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、溶液浓度以及温度对吸附量的影响,同时还对坡缕石原土和改性坡缕石对Cu(II)的吸附机理进行探讨。2、坡缕石粘土经聚乙烯醇(PVA)处理得到PVA/PGS复合吸附剂,并利用FT-IR、SEM、TG和XRD对其进行了表征。通过考察溶液酸度、吸附时间、初始浓度和温度对吸附量的影响,表明在100 mg/L的初始浓度溶液中,pH约为6时,PVA/PGS的最大吸附量达43.2 mg/g(PGS的最大吸附量是27.5 mg/g)。吸附过程经动力学方程及等温吸附方程拟合,结果显示吸附过程符合准二级动力学模型、Langmuir方程,同时计算了吸附过程的熵变、焓变和吉布斯自由能变,结果表明该吸附过程是自发进行的放热过程。3、以聚乙烯醇改性坡缕石,通过接枝共聚的方法引入聚丙烯腈,将腈基官能团在碱性环境的盐酸羟铵溶液中转化为偕胺肟基。本文中还讨论了酸度、时间、初始浓度和温度因素对吸附量的影响和吸附机理。当pH值约为6,偕胺肟基坡缕石对Cu(II)的吸附量达最大。动力学实验表明,吸附时间为70min时达到吸附平衡。动力学拟合结果显示,吸附过程符合准二级动力学模型,粒子扩散过程是吸附速控步过程,但不是唯一的速决步过程。Langmuir吸附模型较高的线性拟合常数说明吸附过程是单层吸附。4、表面经硅烷偶联剂(APS)修饰的坡缕石与甲基丙烯酸甲酯发生麦克尔加成反应后,再与乙二胺发生胺解反应,得到聚酰胺-胺键合坡缕石吸附剂。重点研究其对铅离子的吸附能力,实验结果表明:当pH值约为6,金属离子浓度为100 mg/L时,聚酰胺-胺键合坡缕石对Pb(II)的吸附量达63.54 mg/g (坡缕石原土的吸附量为31.5 mg/g)。动力学实验表明,吸附过程符合准二级动力学模型;等温吸附模型拟合结果显示,Langmuir吸附模型有较高的线性拟合常数说明吸附过程是单层吸附。